百丽国际| 内容来自机器人大讲堂中国 仿生机械腿,侵删
自然界中的物种已经进化了数百万年,以适应它们各自的生活环境。当我们想设计一个在特定环境中使用的机器人时,参考生活在该环境中的动物或植物来获得灵感是一个很好的方法。
百丽国际由于生物系统及其复杂性,科学家们可以利用各种动物,包括会飞、在地上奔跑、在水中游泳和爬墙的动物,来设计各种仿生机器人。如下图,来自 MIT 的猎豹机器人,来自 Festo 的仿生小章鱼、蜘蛛和蝙蝠,以及来自斯坦福大学的壁虎机器人。
仿生机器人是指模仿生物,从事生物特性工作的机器人。目前中国 仿生机械腿,机械宠物在西方国家非常流行;仿生机器人除了具有观赏价值外,可以弥补老龄化社会劳动力的不足,还可以监测环境,探索人类无法到达的地方,具有非常广阔的发展前景。例如,麻雀状机器人可用于环境监测任务,仿生机器人壁虎可用于搜索、救援、反恐等。
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近日,哈尔滨工业大学机器人与系统国家重点实验室朱彦和团队报道了一种柔韧灵活的仿生机器人青蛙。与真正的青蛙相比,它的游泳姿势栩栩如生,相关成果发表在国际期刊《软机器人》上。
这个小机器蛙的腿是由软硬结合的材料制成,关节是气动软刹车(硅胶)。因此,机器人蛙腿具有结构简单、变形复杂、柔软、能主动适应环境等特点。
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研究人员指出,以青蛙为灵感的仿生游泳机器人具有很大的研究价值,而软材料制成的机器人可以使机器人更轻,并具有一定的适应性。青蛙精致的骨骼系统可以帮助它们适应各种不同的环境,也可以在短时间内加速。
通过研究青蛙的骨骼结构,研究人员发现青蛙的重量主要集中在躯干,腿部的重量相对较小。青蛙的腿上有强壮的肌肉中国 仿生机械腿,尤其是背部,为青蛙跳跃和游泳提供了足够的能量。
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为了设计机器青蛙,研究人员分解了青蛙游泳的过程。青蛙的游泳过程可分为推进、滑翔和恢复三个阶段。
在推进阶段,蛙腿快速推出,膝、踝关节逐渐张开,形成驱动力。在滑翔阶段中国 仿生机械腿,前后腿保持静止,呈伸展状态以减少阻力。在恢复阶段中国 仿生机械腿,后腿慢慢缩回到推进阶段的前面,在此期间脚蹼被缩回以减少水的阻力。
为了设计高度灵活的仿生蛙腿,研究人员提出了一种新型铰接式气动软致动器,用于灵巧和柔顺的关节控制和运动。
根据之前分析的青蛙解剖结构,整个前后腿采用模块化设计思维进行设计。其中,蛙腿与躯干的连接部分采用了3D打印技术。在后腿的部分,有硬质的3D打印骨头嵌入其中作为结构支撑,其余的柔软可移动的部分则由硅胶制成。
结合以上成分,就可以合成出一个完整的“机器蛙”。微型气动控制平台集中在机器蛙的躯干内,结构刚性好,具有良好的水密性和浮力。
此外,研究人员还展示了特殊的应用场景,例如推动游泳池墙壁起到助推作用,以及与复杂的水草环境的互动。
这些测试都在一定程度上体现了使用软件执行器的优势,既不会对机器人本身造成损坏,对环境的影响也比较小,对未知环境的适应性也比较强。
青蛙虽小,但用途广泛。研究人员将继续研究和优化其功能和尺寸。未来,仿生机器蛙可用于水下勘探和水质环境监测。
当前,以互联网、大数据、人工智能为代表的新技术与制造业的融合加速,推动了智能制造的发展。机器人新技术、新产品的涌现,成为新一轮科技革命和产业变革的重要推动力,不仅为发展先进制造业提供了重要突破口,也为提升人们的生活。
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